宜昌地形复杂，高低相差悬殊，山区、丘陵、平原兼有。地势自西北向东南倾斜。西部的兴山、秭归、长阳、五峰和夷陵区西部为山区，夷陵区的东部、当阳、远安、宜都等县（市、区）为丘陵，长江、与清江和与沮漳河交汇两侧的枝江、当阳、宜都等县（市）的部分区域为平原。
土壤从红壤土到棕壤等九种类型均有分布，其中优质熟化土壤占耕地的48％。全市植被良好，森林资源居全省第二位，覆盖率为48.5％。
宜昌位于中亚热带与北亚热带的过渡地带，属亚热带季风性湿润气候。有四季分明，水热同季，寒旱同季的气候特征。多年平均降水量1215.6毫米。平均气温16.9摄氏度，极端最高温度41.4摄氏度（7月），极端最低温度零下9.8摄氏度(元月)。年平均大于10度的活动积温5200摄氏度以上，持续天数达250天。无霜期250～300天，年平均辐射量100.7千卡每平方厘米，年平均日照时数1538～1883小时，日照率40％。